一种配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法与流程

1.本发明属于挖掘机部件实验测试技术领域，具体涉及到一种配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法。


背景技术：

2.挖掘机又称挖土机，是一种用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机由动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构等结构组成，多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘。其最重要的三个参数为操作重量、发动机功率和铲斗斗容。按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。
3.配重通过配重支架设于挖掘机转台的尾端，主要用于平衡挖机，提高挖机工作时的稳定性。通常，配重重量都比较大，因此对转台的强度要求比较高；一旦转台发生开裂，就有可能带来严重的事故。所以，掌握转台的使用寿命至关重要。
4.现有技术中利用振动跑道试验台，对挖机进行整机测试。该方法需要进行整机测试，如果缺少某一部件，测试就无法进行，因此所用时间周期长、成本高，并且需要驾驶员进行操作，增加了人工成本。
5.中国(cn109540490a)公开了一种挖掘机下车架疲劳试验程序谱加载装置，包括试验基台和下车架疲劳试件，试验基台上安装有龙门架组件和作动器组件；试验基台上开有t 型通槽，t型通槽内设置多组地脚螺栓，龙门架组件和作动器组件通过地脚螺栓安装于试验基台上；下车架疲劳试件安装于所述龙门架组件和作动器组件之间。本发明的挖掘机下车架疲劳试验程序谱加载装置通过在底部安装的作动器对挖掘机下车架疲劳试件实际工况中的受力进行反向加载，该装置对工件的施力方向只能为竖直方向，不能进行调整，且工件装夹不便。
6.中国(cn210923047u)公开了一种挖掘机下车架疲劳试验装置，包括支撑座，支撑座的顶部固定连接有对称设置的两个支板，两个支板的顶部均设置有转动腔，转动腔内转动连接有螺纹杆，螺纹杆上螺纹套接有固定板，固定板远离螺纹杆的一端贯穿转动腔并向外延伸，支板的一侧设置有与固定板对应的滑口，支撑座的顶部设置有安装槽，安装槽内设置有电机，电机的输出端固定连接有主动轮，主动轮的两侧均设置有从动轮，从动轮与主动轮之间通过皮带连接，从动轮上固定插接有第二螺纹杆。该种挖掘机下车架疲劳试验装置，通过调节机构的设置能够对试验件的试验高度进行调节，从而便于操作者进行操作，该装置结构复杂，对工件固定效率低，且装夹稳定性难以控制。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种装夹稳定，省时高效，安全可靠的配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法。
8.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种配重支架疲劳寿命测试装置，包
括安装底座，所述安装底座的顶面可拆卸的设置有固定板，所述固定板的顶面可拆卸的设置有转台，所述转台包含有配重支架，所述安装底座的顶面还设置有加载机构，所述加载机构包含有龙门框架，所述龙门框架上设置有可升降的承载板，所述承载板的底面设置有第二球铰，所述第二球铰连接有液压装置，所述液压装置电性连接有控制器，所述液压装置连接有第一球铰，所述第一球铰连接有压板，所述压板与所述配重支架上的顶板安装孔进行连接。
9.上述方案中的一种配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法，包括安装底座，所述安装底座的顶面可拆卸的设置有固定板，固定板可调整位置，适用于固定多种规格的工件，所述固定板的顶面可拆卸的设置有转台，可通过螺栓进行安装拆卸，所述转台包含有配重支架，所述安装底座的顶面还设置有加载机构，所述加载机构包含有龙门框架，所述龙门框架上设置有可升降的承载板，龙门框架和承载板用于对液压装置提供支撑力，所述承载板的底面设置有第二球铰，所述第二球铰连接有液压装置，使液压装置的角度可进行自由调节，所述液压装置电性连接有控制器，控制器可以控制液压装置的运行，可以是plc，所述液压装置连接有第一球铰，所述第一球铰连接有压板，所述压板与所述配重支架上的顶板安装孔进行连接，第一球铰使压板可以进行角度调节，方便连接转台，转台包含支架顶板和安装底板，支架顶板属于配重支架，位于转台的端部，支架顶板上设有顶板安装孔，压板与所述配重支架通过顶板安装孔和螺栓进行连接。
10.进一步的，所述安装底座的顶面上平行的开有若干第一滑槽，所述固定板的外周上通过螺栓固定在所述第一滑槽上。
11.所述安装底座的顶面上平行的开有若干第一滑槽，所述固定板的外周上开有若干固定安装孔，通过螺栓连接在所述第一滑槽上，固定板的外周上可以设置4-6个固定安装孔，通过螺栓螺母固定在第一滑槽上。
12.进一步的，所述固定板上开有与所述转台的底板安装孔对应的第一安装槽，所述第一安装槽与所述转台之间用螺栓连接。
13.安装底板上开有底板安装孔，所述固定板上开有与所述转台的底板安装孔对应的第一安装槽，第一安装槽为沿圆周分布的弧形槽，所述第一安装槽与所述转台之间用螺栓连接，螺栓螺母能够进行固定，承载高。
14.进一步的，所述龙门框架包括左右对称的四根立柱，四根所述立柱的顶部之间设置有龙门顶板；所述立柱的底面均设置有支座，所述支座上开有若干个底座安装孔，通过螺栓固定于所述第一滑槽上，所述立柱的内侧均设置有第二滑槽，所述固定板的左右两侧设置有与所述第二滑槽配合的滑块，所述第二滑槽与所述滑块之间设置有位置调节机构。
15.所述龙门框架包括左右对称的四根立柱，四根所述立柱的顶部之间设置有龙门顶板，立柱和顶板连接的龙门式结构，结构稳定，支撑可靠；所述立柱的底面均设置有支座，所述支座上开有若干个底座安装孔，通过螺栓固定于所述第一滑槽上，通过多个螺栓和支座配合使立柱底端连接更加稳固，所述立柱的内侧均设置有第二滑槽，所述固定板的左右两侧设置有与所述第二滑槽配合的滑块，设置第二滑槽和滑块结构使固定板可以在第二滑槽内上下移动，所述第二滑槽与所述滑块之间设置有位置调节机构，可以是螺栓结构或者插销结构对固定板进锁紧，也可以是液压结构或者齿轮齿条结构控制滑块的升降和锁紧。
16.进一步的，相邻的所述立柱间设置有若干横向加强筋。
17.相邻的所述立柱间设置有若干横向加强筋，立柱对固定板和液压装置进行支撑，设置加强筋提高稳定性。
18.进一步的，所述位置调节机构包括在所述立柱上纵向开有若干通孔，在所述固定板上对应开有插孔，通过插销与所述通孔、所述插孔配合进行锁紧。
19.所述位置调节机构包括在所述立柱上纵向开有若干通孔，在所述固定板上对应开有插孔，固定板上下移动将通孔与插孔对齐后，通过插销与所述通孔、所述插孔配合进行锁紧，操作方便。
20.进一步的，所述压板上开有与所述配重支架对应的第二安装槽，所述第二安装槽与所述配重支架间通过螺栓连接。
21.所述压板上开有与所述配重支架对应的第二安装槽，第二安装槽可以适应多种规格的转台安装，所述第二安装槽与所述配重支架间通过螺栓连接，螺栓连接稳固。
22.进一步的，所述龙门框架上通过支架设置有对准所述配重支架的监控器。
23.所述龙门框架上通过支架设置有对准所述配重支架的监控器，监控器可以实时监控、精确记录实验情况，代替人工24小时工作。
24.进一步的，所述液压装置连接有压力计和溢流阀，所述液压装置为液压缸，所述控制器为电流控制器。
25.所述液压装置连接有压力计和溢流阀，通过压力计和溢流阀便于观察压力大小和进行负载调节，所述液压装置为液压缸，液压缸结构简单，性能稳定，所述控制器为电流控制器，可以输出脉冲电流，控制液压缸工作。
26.一种含有权利要求1-9任一项所述的配重支架疲劳寿命测试装置的测试方法，包括如下步骤：
27.s1:通过所述固定板和螺栓将转台的底板安装孔固定于所述安装底座上，通过所述第二滑槽、所述锁紧机构调节所述承载板的高度，同时通过第二球铰调整所述液压装置的施力角度，通过调整所述第一球铰，将所述压板与配重支架的顶板安装孔用螺栓进行连接，固定所述承载板，通过第二球铰、第一球铰连接液压装置实现控制实验中力的三维方向，压板连接顶板安装孔对配重支架进行施力；
28.s2:根据需要，通过压力计和溢流阀调节所述液压装置的工作压力，设定所述控制器输出周期性的电流，从而控制所述液压装置进行周期性的施力，周期时长1-15小时，最大施力的大小可按照挖掘机设计配重的0.8倍-3倍设置，具体可以为1倍、1.25倍、1.5倍、2 倍设置，相邻的电流周期间隔5-30分钟，模拟转台极限工作状态的受力进行实验；
29.s3:当配重支架在规定时间内发生肉眼可见的大幅形变或者开裂时实验结束，变形到影响使用也可以作为实验结束的判定标准，通过监控器记录实验时长和形变类型，当人为观察发现转台产生大幅形变或者开裂后，可通过回放监控器画面确定时间，从而具体确认实验时长，可通过回放监控器画面确定形变发生点，根据实验情况及应力分析判断是否需要对该处结构进行加强或者改进，若配重支架在规定时间内未发生肉眼可见的大幅形变或者开裂，规定时间可通过历史实验数据以及参考挖机寿命进行确定，则试验合格，并记录形变情况，同一型号的转台，在相同受力大小情况下进行2-5次实验作为对比；肉眼可见的大幅形变可以根据历史记录来确认判断标准，如超过0.5或1cm以上的形变；
30.s4：步骤s3中试验合格时，可选择继续实验，直到配重支架发生肉眼可见的大幅形
变或者开裂，通过监控器记录实验时长和形变类型，对配重支架的极限寿命情况进行测试，了解现有结构设计余量。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
32.1.通过固定板与螺栓将转台稳定快速装夹，以及通过压板与螺栓将液压装置与转台稳定快速连接，使工件装夹稳定，本实验装置结构稳固，实验安全可靠；
33.2.通过监控器配合实时检测，降低人工强度，提高实验结果准确度；
34.3.装置通用性强，适用于多种规格的转台的配重支架进行实验；
35.4.对配重支架进行实验分析时，不需要人工进行整车实验，可通过调节实验力的倍数大小，缩短实验周期，省时高效，易于操作。
附图说明
36.图1为本发明中的一种配重支架疲劳寿命测试装置的立体视图；
37.图2为本发明中的加载机构的立体视图；
38.图3为本发明中的转台的立体视图；
39.图4为本发明中的固定板的立体视图；
40.图5为本发明中的安装底座的立体视图；
41.附图中，100、加载机构；200、转台；300、固定板；400、安装底座；110、龙门顶板； 120、立柱；121、第二滑槽；130、加强筋；140、承载板；150、液压缸；160、第一球铰；170、第二球铰；180、压板；181、第二安装槽；190、支座；191、底座安装孔；210、安装底板；220、支架顶板；230、顶板安装孔；320、第一安装槽；330、固定安装孔；420、底座滑槽；430、底座槽孔。
具体实施方式
42.下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.实施例1
44.如图1-5所示，一种配重支架疲劳寿命测试装置，包括安装底座400，所述安装底座400 的顶面可拆卸的设置有固定板300，所述固定板300的顶面可拆卸的设置有转台200，所述转台200包含有配重支架，所述安装底座400的顶面还设置有加载机构100，所述加载机构 100包含有龙门框架，所述龙门框架上设置有可升降的承载板140，所述承载板140的底面设置有第二球铰170，所述第二球铰170连接有液压装置，所述液压装置电性连接有控制器，所述液压装置连接有第一球铰160，所述第一球铰160连接有压板180，所述压板180与所述配重支架上的顶板安装孔230进行连接。
45.上述方案中的一种配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法，包括安装底座400，所述安装底座400的顶面可拆卸的设置有固定板300，固定板300可调整位置，适用于固定多种
规格的工件，所述固定板300的顶面可拆卸的设置有转台200，可通过螺栓进行安装拆卸，所述安装底座400的顶面还设置有加载机构100，所述加载机构100包含有龙门框架，所述龙门框架上设置有可升降的承载板140，龙门框架和承载板140用于对液压装置提供支撑力，所述承载板140的底面设置有第二球铰170，所述第二球铰170连接有液压装置，使液压装置的角度可进行自由调节，所述液压装置电性连接有控制器，控制器可以控制液压装置的运行，可以是plc，所述液压装置连接有第一球铰160，所述第一球铰160连接有压板 180，所述压板180与所述转台200上的顶板安装孔230进行连接，第一球铰160使压板180可以进行角度调节，方便连接转台200，转台200包含支架顶板220和安装底板210，支架顶板 220属于配重支架，位于转台200的端部，支架顶板220上设有顶板安装孔230，压板180与所述配重支架通过顶板安装孔230和螺栓进行连接。
46.结合图1，加载工作原理，利用固定板300将转台200固定在安装底座400上，通过压板 180将加载机构100提供的载荷传递给配重支架。
47.结合图2，对加载机构100做进一步详细介绍。加载机构100用于提供动力，对压板180 进行加载。压板180通过第二安装槽181和支架顶板220固定连接，载荷通过压板180传递给转台200。龙门顶板110起到保护作用，防止落物碰到承载板140；承载板140通过第二滑槽 121可上下移动，调节承载板140高度；液压缸150可进行收缩，用于提供载荷；液压缸150 两端和第二球铰170、第一球铰160进行连接，调节第二球铰170、第一球铰160的角度，调整液压缸150的加载方向，从而可等效为沿着三个方向进行加载；加强筋130装在立柱120 之间，对立柱120起到加强作用；支座190通过底座安装孔191与安装底座400进行固定。
48.结合图3，对转台200做进一步详细介绍。安装底板210和固定板300固定连接；支架顶板220通过顶板安装孔230和压板180固定连接。
49.结合图4，对固定板300做进一步详细介绍。固定板300通过第一安装槽320和安装底板 210进行安装；固定板300通过固定安装孔330和安装底座400进行固定连接。
50.结合图5，对安装底座400做进一步详细介绍。安装底座400为铁板，铁板用于承载转台200；固定板300通过底座滑槽420可进行调节位置；底座槽孔430便于螺栓放入底座滑槽 420中。
51.进一步的，所述安装底座400的顶面上平行的开有若干第一滑槽，所述固定板300的外周上通过螺栓固定在所述第一滑槽上。
52.所述安装底座400的顶面上平行的开有若干第一滑槽，所述固定板300的外周上开有若干固定安装孔330，通过螺栓连接在所述第一滑槽上，固定板300的外周上可以设置4-6个固定安装孔330，通过螺栓螺母固定在第一滑槽上。
53.进一步的，所述固定板300上开有与所述转台200的底板安装孔对应的第一安装槽320，所述第一安装槽320与所述转台200之间用螺栓连接。
54.安装底板210上开有底板安装孔，所述固定板300上开有与所述转台200的底板安装孔对应的第一安装槽320，第一安装槽320为沿圆周分布的弧形槽，所述第一安装槽320与所述转台200之间用螺栓连接，螺栓螺母能够进行固定，承载高。
55.进一步的，所述龙门框架包括左右对称的四根立柱120，四根所述立柱120的顶部之间设置有龙门顶板110；所述立柱120的底面均设置有支座190，所述支座190上开有若干个底座安装孔191，通过螺栓固定于所述第一滑槽上，所述立柱120的内侧均设置有第二滑
槽 121，所述固定板300的左右两侧设置有与所述第二滑槽121配合的滑块，所述第二滑槽121 与所述滑块之间设置有位置调节机构。
56.所述龙门框架包括左右对称的四根立柱120，四根所述立柱120的顶部之间设置有龙门顶板110，立柱120和顶板连接的龙门式结构，结构稳定，支撑可靠；所述立柱120的底面均设置有支座190，所述支座190上开有若干个底座安装孔191，通过螺栓固定于所述第一滑槽上，通过多个螺栓和支座190配合使立柱120底端连接更加稳固，所述立柱120的内侧均设置有第二滑槽121，所述固定板300的左右两侧设置有与所述第二滑槽121配合的滑块，设置第二滑槽121和滑块结构使固定板300可以在第二滑槽121内上下移动，所述第二滑槽 121与所述滑块之间设置有位置调节机构，可以是螺栓结构或者插销结构对固定板300进锁紧，也可以是液压结构或者齿轮齿条结构控制滑块的升降和锁紧。
57.进一步的，相邻的所述立柱120间设置有若干横向加强筋130。
58.相邻的所述立柱120间设置有若干横向加强筋130，立柱120对固定板300和液压装置进行支撑，设置加强筋130提高稳定性。
59.进一步的，所述位置调节机构包括在所述立柱120上纵向开有若干通孔，在所述固定板300上对应开有插孔，通过插销与所述通孔、所述插孔配合进行锁紧。
60.所述位置调节机构包括在所述立柱120上纵向开有若干通孔，在所述固定板300上对应开有插孔，固定板300上下移动将通孔与插孔对齐后，通过插销与所述通孔、所述插孔配合进行锁紧，操作方便。
61.进一步的，所述压板180上开有与所述配重支架对应的第二安装槽181，所述第二安装槽181与所述配重支架间通过螺栓连接。
62.所述压板180上开有与所述配重支架对应的第二安装槽181，第二安装槽181可以适应多种规格的转台200安装，所述第二安装槽181与所述配重支架间通过螺栓连接，螺栓连接稳固。
63.进一步的，所述液压装置连接有压力计和溢流阀，所述液压装置为液压缸150，所述控制器为电流控制器。
64.所述液压装置连接有压力计和溢流阀，通过压力计和溢流阀便于观察压力大小和进行负载调节，所述液压装置为液压缸150，液压缸150结构简单，性能稳定，所述控制器为电流控制器，可以输出脉冲电流，控制液压缸150工作。
65.一种含有权利要求1-9任一项所述的配重支架疲劳寿命测试装置的测试方法，包括如下步骤：
66.s1:通过所述固定板300和螺栓将转台200的底板安装孔固定于所述安装底座400上，通过所述第二滑槽121、所述锁紧机构调节所述承载板140的高度，同时通过第二球铰170调整所述液压装置的施力角度，通过调整所述第一球铰160，将所述压板180与配重支架的顶板安装孔230用螺栓进行连接，固定所述承载板140，通过第二球铰170、第一球铰160连接液压装置实现控制实验中力的三维方向，压板180连接顶板安装孔230对配重支架进行施力；
67.s2:根据需要，通过压力计和溢流阀调节所述液压装置的工作压力，设定所述控制器输出周期性的电流，从而控制所述液压装置进行周期性的施力，周期时长1-15小时，最大施力的大小可按照挖掘机设计配重的0.8倍-3倍设置，具体可以为1倍、1.25倍、1.5倍、2 倍
设置，相邻的电流周期间隔5-30分钟，模拟配重支架极限工作状态的受力进行实验；
68.s3:当配重支架在规定时间内发生肉眼可见的大幅形变或者开裂时实验结束，变形到影响使用也可以作为实验结束的判定标准，通过监控器记录实验时长和形变类型，当人为观察发现配重支架产生大幅形变或者开裂后，可通过回放监控器画面确定时间，从而具体确认实验时长，可通过回放监控器画面确定形变发生点，根据实验情况及应力分析判断是否需要对该处结构进行加强或者改进，若配重支架在规定时间内未发生肉眼可见的大幅形变或者开裂，规定时间可通过历史实验数据以及参考挖机寿命进行确定，则试验合格，并记录形变情况，同一型号的转台200的配重支架，在相同受力大小情况下进行2-5次实验作为对比；
69.s4：若试验合格，可选择继续实验，直到配重支架发生肉眼可见的大幅形变或者开裂，通过监控器记录实验时长和形变类型，对配重支架的极限寿命情况进行测试，了解现有结构设计余量。
70.实施例2
71.本实施例的一种配重支架疲劳寿命测试装置及测试方法，在实施例1的基础上进行进一步的优化：
72.进一步的，所述龙门龙门框架包括两个龙门架9，两个龙门架9之间通过第一移动装置连接有横梁10，所述横梁10的底部通过第二移动装置连接有所述压紧机构。
73.所述龙门龙门框架包括两个龙门架9，两个龙门架9之间通过第一移动装置连接有横梁 10，第一移动装置可以是在两个龙门架9侧面设置的轨道，在横梁10的两端设置有移动小车，移动小车设置于轨道内，所述横梁10的底部通过第二移动装置连接有所述压紧机构，第二移动装置可以是在横梁10底部设置的滑道，在压紧机构顶部设置有移动机构，移动机构设于滑道内。实现压紧机构的水平方向位移。
74.进一步的，所述龙门框架上通过支架设置有对准所述配重支架的监控器。
75.所述龙门框架上通过支架设置有对准所述配重支架的监控器，监控器可以实时监控、精确记录实验情况，代替人工24小时工作。
76.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。